一种后嵌入式盾构隧道弹性密封垫、密封结构及施工方法与流程

本发明属于隧道工程技术领域，具体涉及一种后嵌入式盾构隧道弹性密封垫、密封结构及施工方法。

背景技术：

盾构法是修建城市隧道的主流工法，以其对地表影响小、风险可控的优点被大量推广。盾构隧道的接缝防水是整个盾构隧道质量是否合格的最直接评价指标。目前管片结构的接缝防水通用方法就是采用多孔型三元乙丙弹性密封垫，依靠压缩后的反力提供抵抗水压的能力，如图1所示。为提高密封垫的防水性能，近年来出现了嵌入式弹性密封垫，其主要是在弹性密封垫与混凝土管片接触的一面，设置了嵌入式翼缘条，在管片预制过程中，将翼缘条直接与混凝土浇筑在一起，形成同一个的一个结构，如图2所示，优点是可以紧密的与混凝土结合，且加大了水的扰流难度，防水效果较好；但是也存在明显的缺点：一是需要在管片预制时同步安装，施工困难，二是一旦存在缺陷，无法拔除密封垫重新安装，需要废除管片，浪费极大。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种后嵌入式盾构隧道弹性密封垫、密封结构及施工方法，不仅可以使密封垫本体与盾构管片紧密结合，而且可以实现密封垫本体先安装后嵌入，施工简单。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种后嵌入式盾构隧道弹性密封垫结构，包括密封垫本体，所述密封垫本体具有可伸入盾构管片的防水沟槽内的安装端以及可与另一盾构管片的密封垫配合挤压的挤压端；所述密封垫本体的安装端设有可与盾构管片的防水沟槽底面上设置的预留槽连通的灌注槽，所述密封垫本体内设有灌浆孔，所述灌浆孔的一端与所述灌注槽连通，另一端延伸至所述密封垫本体的表面。

进一步地，所述灌浆孔的一端与所述灌注槽的顶部连通，另一端延伸至所述密封垫本体的挤压端的端面。

进一步地，所述灌浆孔有多个，多个灌浆孔沿所述密封垫本体的长度方向间隔设置。

进一步地，所述密封垫本体的安装端设有开口背向挤压端的多个凹槽。

进一步地，所述密封垫本体内设有多个通孔，所述通孔沿所述密封垫本体的长度方向布置，且所述通孔位于所述凹槽与挤压端之间。

更进一步地，所述通孔包括若干第一孔和若干第二孔，所述第二孔设置于所述第一孔的上方。

更进一步地，所述第二孔与所述灌浆孔之间设有第三孔。

本发明还提供一种后嵌入式盾构隧道弹性密封结构，包括两片盾构管片，两片盾构管片的防水沟槽相对设置，各所述防水沟槽的底面上均设有预留槽；各所述防水沟槽内均安装有上述的弹性密封垫，且所述弹性密封垫的灌注槽与所述预留槽连通，所述灌注槽、所述预留槽和所述灌浆孔内均灌注有弹性材料；安装于所述两片盾构管片上的所述弹性密封垫的挤压端相互挤压密封。

进一步地，所述灌注槽的开口与所述预留槽的开口相对。

本发明还提供上述后嵌入式盾构隧道弹性密封结构的施工方法，包括如下步骤：

1）预制盾构管片时，在盾构管片的防水沟槽内预留预留槽；

2）将密封垫本体安装于盾构管片的防水沟槽内，密封垫本体的灌注槽与盾构管片防水沟槽内的预留槽连通；

3）通过灌浆孔向灌注槽和预留槽内灌注弹性材料，并密封灌浆孔；

4）拼装盾构管片，相邻两片盾构管片的防水沟槽内的密封垫本体的挤压端相互挤压密封。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明采用新型嵌入方式，在密封垫本体安装完成后，通过灌注孔向密封垫本体的灌注槽与盾构管片的预留槽内灌注弹性材料，不仅在密封垫本体与盾构管片之间建立一种拉结关系，使密封垫本体与盾构管片紧密结合，而且可以实现密封垫本体先安装后嵌入，施工简单；

（2）本发明提供的后嵌入式盾构隧道弹性密封结构可拔除密封垫本体重新安装，可以避免安装缺陷造成管片废弃的巨大浪费；

（3）本发明提供的后嵌入式盾构隧道弹性密封垫、密封结构及施工方法适用于盾构接缝防水，特别适合高水压条件下的盾构隧道接缝防水。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为背景技术中无嵌入式弹性密封垫断面示意图；

图2为背景技术中嵌入式弹性密封垫断面示意图；

图3为本发明实施例提供的后嵌入式盾构隧道弹性密封垫结构的局部放大图；

图4为本发明实施例提供的后嵌入式盾构隧道弹性密封垫结构的另一视角的局部立体图；

图5为本发明实施例提供的后嵌入式盾构隧道弹性密封垫结构的立体图；

图6为本发明实施例提供的后嵌入式盾构隧道弹性密封垫结构的局部立体图；

图7为本发明实施例提供的后嵌入式盾构隧道弹性密封垫结构的局部放大图；

图中：1、密封垫本体，2、盾构管片，3、防水沟槽，4、灌注槽，5、预留槽，6、灌浆孔，7、灌浆设备，8、弹性材料，9、凹槽，10、第一孔、11、第二孔，12、第三孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图3-图7所示，本发明实施例提供一种后嵌入式盾构隧道弹性密封垫结构，包括密封垫本体1，所述密封垫本体1具有可伸入盾构管片2的防水沟槽3内的安装端以及可与另一盾构管片2的密封垫配合挤压的挤压端；所述密封垫本体1的安装端设有可与盾构管2片的防水沟槽3底面上设置的预留槽5连通的灌注槽4，所述密封垫本体1内设有灌浆孔6，所述灌浆孔6的一端与所述灌注槽4连通，另一端延伸至所述密封垫本体1的表面。本发明采用新型嵌入方式，在密封垫本体1安装完成后，通过灌注孔向密封垫本体1的灌注槽4与盾构管片2的预留槽5内灌入弹性材料8，形式密封垫本体1与盾构管片2之间的嵌入，不仅在密封垫本体1与盾构管片2之间建立一种拉结关系，使密封垫本体1与盾构管片2紧密结合，而且可以实现密封垫本体1先安装后嵌入，施工简单。

进一步地，所述灌浆孔6的一端与所述灌注槽4的顶部连通，另一端延伸至所述密封垫本体1的挤压端的端面。如图3所示，通过密封垫本体1的挤压端的端面便于向灌注槽4与预留槽5内中灌注弹性材料8，使密封垫本体1与盾构管片2紧密结合，提高防水性能。

进一步地，所述灌浆孔6有多个，多个灌浆孔6沿所述密封垫本体1的长度方向根据需要按一定间距间隔设置。

进一步地，所述密封垫本体1上与所述防水沟槽3底面贴合的安装端设有开口背向密封垫本体1的挤压端的多个U形的凹槽9。本实施例中的多个U形的凹槽9呈对称分布于所述灌注槽4的两侧，如图3所示，灌注槽4的每一侧均设有两个U形的凹槽9，且U形的凹槽9的开口朝向盾构管片2。

更进一步地，所述密封垫本体1内设有多个通孔，所述通孔沿所述密封垫本体1的长度方向布置，且所述通孔位于所述U形的凹槽9与密封垫本体1的挤压端之间。本实施例中多个通孔呈对称分布于所述灌浆孔6的两侧。更进一步地，所述通孔包括若干第一孔10和若干第二孔11，所述第二孔11设置于所述第一孔10的上方；所述第二孔11与所述灌浆孔6之间设有第三孔12。如图3所示，第一孔10、第二孔11和第三孔12均呈对称分布于所述灌浆孔6的两侧，灌浆孔6的每一侧均设有两个第一孔10、一个第二孔11和一个第三孔12，第二孔11设置于两个第一孔10之间的上方，第三孔12设置于第二孔11与灌浆孔6之间，且第三孔12位于第一孔10的右上方。

更进一步地，所述第一孔10呈三角形，所述第二孔11呈倒三角形。如图3所示，所述第二孔11的底部插入至两第一孔10之间。

本实施例还提供一种后嵌入式盾构隧道弹性密封结构，包括两片盾构管片2，两片盾构管片2的防水沟槽3相对设置，各所述防水沟槽3的底面上均设有预留槽5；各所述防水沟槽3内均安装有如上述的弹性密封垫，且所述弹性密封垫的灌注槽4与所述预留槽5连通，所述灌注槽4、所述预留槽5和所述灌浆孔6内均灌注有弹性材料8；安装于所述两片盾构管片2上的所述弹性密封垫的挤压端相互挤压密封。

进一步地，所述灌注槽4的开口与所述盾构管片2的防水沟槽3底面上设置的预留槽5的开口相对，如图2所示，便于弹性材料8的灌注以及弹性材料8的拔出。此外，本实施例中的密封垫本体1为由三元乙丙制成的密封垫本体1；灌注槽4和预留槽5的形状包括但不限于长条形、椭圆形、Ω型等；弹性材料8包括但不限于高压环氧胶、聚丙烯酸盐类、聚硫密封胶、聚氨酯类等。

本实施例还提供上述后嵌入式盾构隧道弹性密封结构的施工方法，具体包括如下步骤：

1）预制盾构管片2时，在盾构管片2的防水沟槽3内预留开口朝向防水沟槽3内的预留槽5；

2）按照传统的工艺将密封垫本体1安装在盾构管片2的防水沟槽3内，密封垫本体1的灌注槽4的开口与盾构管片2防水沟槽3内的预留槽5的开口相对，实现密封垫本体1的灌注槽4与盾构管片2防水沟槽3内的预留槽5的贯通；

3）将灌浆设备7的灌浆针管插入灌浆孔6中，灌浆设备7通过灌浆孔6向灌注槽4和预留槽5内灌注弹性材料8，并顺势密封灌浆孔6；

4）拼装盾构管片2，相邻两片盾构管片2的防水沟槽3内的密封垫本体1的挤压端相互挤压密封。

本发明通过在灌注槽4和预留槽5内注入弹性材料8，使密封垫本体1与盾构管片2之间通过弹性体嵌入式连接，实现两者之间的耦合变形，增强密封垫本体1的粘结能力和防水能力；且本发明的施工方法无需在盾构管片2预制前在模板上安装弹性密封点，施工方便；且可以避免安装缺陷造成管片废弃的巨大浪费。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。